JPS59198028A - Phase locked circuit - Google Patents

Phase locked circuit

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JPS59198028A
JPS59198028A JP58072238A JP7223883A JPS59198028A JP S59198028 A JPS59198028 A JP S59198028A JP 58072238 A JP58072238 A JP 58072238A JP 7223883 A JP7223883 A JP 7223883A JP S59198028 A JPS59198028 A JP S59198028A
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Japan
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circuit
frequency
signal
input
phase
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JP58072238A
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Inventor
Koichi Toda
戸田 幸一
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Anritsu Corp
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Anritsu Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/10Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range
    • H03L7/12Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range using a scanning signal

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the variation of the operating point because of temperature change and vibration or the like by providing a dead band to a charge pump circuit. CONSTITUTION:An output signal frequency f0 of a voltage controlled oscillator 2 and a frequency fR from a reference signal generator 5 are mixed by a mixer 4, and a reference frequency fS is fed to a phase detector 1 and a frequency discriminating circuit 7. The phase detector 1 compares a frequency fi with the reference frequency fS and transmits a DC error voltage corresponding to the phase difference to an analog adder 8. The discriminating circuit 7 gives a signal to a charge pump circuit 6 when the absolute value ¦fi-fS¦ being a difference between the frequency fi and the reference frequency fS is larger than a predetermined value DELTAf, and the circuit 6 increases a control voltage transmitted to the adder 8 by one step's share. Then, even if the input signal frequency fi is parted largely from the reference frequency fS, the circuit 6 traces the frequency fi so as to drive the phase locked loop into the capture range. Moreover, since the dead band DELTAf exists, the operating point is not fluctuated even with temperature change and vibration or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、位相同期回路、特にキャプチャレンジを拡大
するとともに、引込み動作が確実に作動するようにした
位相同期回路に関するものである、高速、低雑音の位相
同期回路を実現するために。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a phase-locked circuit, and particularly to a phase-locked circuit that expands the capture range and ensures reliable retraction operation, and provides a high-speed, low-noise phase-locked circuit. In order to achieve.

ダイオードミキサを用いた位相検波器が使用される。し
かしながら、この種の位相検波器を用いた場合、キャプ
チャレンジが狭く、かつ電圧制御発振器の直線性との兼
ね合いで位相同期ループが確実にロックできない不安定
さが存在していた。そして自分自身で周波数を追跡する
機能を備えていないので、一旦ロツクがはずれてし壕う
と、はずれっばなしになってしまう欠点があった。そこ
で位相同期ループのロックがはずれた場合、その周波数
を追跡しキャプチャレンジ内に追込む追跡回路を設け、
キャプチャレンジの拡大を計るようにしている。
A phase detector using a diode mixer is used. However, when this type of phase detector is used, the capture range is narrow and there is instability in that the phase locked loop cannot be reliably locked due to the linearity of the voltage controlled oscillator. And since it does not have the ability to track frequencies on its own, it has the disadvantage that once it loses its lock, it becomes lost again. Therefore, if the phase-locked loop loses lock, a tracking circuit is installed to track the frequency and bring it within the capture range.
I'm trying to expand the capture range.

第1図は従来の位相同期回路の構成例全示している。周
波数fiの入力信号が位相検波器1に入力する。位相検
波器1では当該周波数fiの入力信号と周波数変換器3
から入力される周波数f8の信号との位相が比較され、
位相差に対応した誤差電圧が電圧制御発振器2に対する
制御電圧として出力さnる。この位相検波器1から入力
された誤差電圧に応じて電圧制御発振器2は周波数f。
FIG. 1 shows a complete example of the configuration of a conventional phase-locked circuit. An input signal with a frequency fi is input to the phase detector 1. In the phase detector 1, the input signal of the frequency fi and the frequency converter 3
The phase is compared with the signal of frequency f8 input from
An error voltage corresponding to the phase difference is output as a control voltage to the voltage controlled oscillator 2. The voltage controlled oscillator 2 has a frequency f according to the error voltage input from the phase detector 1.

(fo=fi+fR)の出力信号を発振させる。当該周
波数f。は周波数変換器3内のミキサ4へ入力される。
The output signal of (fo=fi+fR) is oscillated. The frequency f. is input to the mixer 4 in the frequency converter 3.

ミキサ4には参照信号発生器5から発振された周波数f
Rの信号が加えられており、当該f、Hの周波数の参照
信号と前記f。の周波数の出力信号とがミキシングされ
、f8の周波数の信号が出力される。この周波数f8の
信号は、前記に示した様に、位相検波器IK加えられて
おり、尚該位相検波器1、電圧制御発振器2及び周波数
変換器3で位相同期ループが構成されている。なおその
他にチャージポンプ回路6が位相検波器lと並列に前記
説明の周波数を追跡する回路として付加されており、ロ
ッキングレンジをはずれた入力信号の周波数fiと周波
数変換器3から出力されている周波数f8の信号との位
相差に比例した誤差電圧を電圧制御発振器2へ送り込ん
でいる。従がって前記の位相同期ループでロックされる
こととなる。当該チャージポンプ回路6f:設けること
により、ロッキングレンジを大きくはずれた周波数を追
跡するとともに当該キャプチャレンジ内に追い込み、見
掛上キャプチャレンジを拡大していた。
The mixer 4 has a frequency f oscillated from the reference signal generator 5.
A signal of R is added, and a reference signal of the frequency of f, H and the f. is mixed with the output signal of frequency f8, and a signal of frequency f8 is output. As shown above, this signal of frequency f8 is applied to the phase detector IK, and the phase detector 1, the voltage controlled oscillator 2, and the frequency converter 3 constitute a phase locked loop. In addition, a charge pump circuit 6 is added in parallel with the phase detector l as a circuit for tracking the frequency described above, and it detects the frequency fi of the input signal that is out of the locking range and the frequency output from the frequency converter 3. An error voltage proportional to the phase difference with the f8 signal is sent to the voltage controlled oscillator 2. Therefore, it will be locked in the phase locked loop. The charge pump circuit 6f: By providing the charge pump circuit 6f, frequencies that are largely outside the locking range are tracked and brought into the capture range, thereby apparently expanding the capture range.

ところで、この様な従来の回路構成にかいては、キャプ
チャレンジは太きく拡大するが、チャージポンプ回路6
1体が位相検波の動作管するので、2個の位相検波器を
有する形態となり、その動作点が成る時は位相検波器1
側に、また成る時はチャージポンプ回路51i111に
といった具合に、動作点が定まらない欠点があった。そ
して何んらかの原因、例えば温度変化やショック等で電
圧制御発振器2,2から出力される出力信号の位相が変
ろうとすると、そのたびにチャージポンプ回路6が働き
、動作点が移行する、即ち雑音に対し敏感に応答し。
By the way, with such a conventional circuit configuration, the capture range is greatly expanded, but the charge pump circuit 6
Since one unit controls the operation of phase detection, the configuration has two phase detectors, and when the operating point is reached, phase detector 1
There was a drawback that the operating point was not determined, such as when the charge pump circuit 51i111 was used. If the phase of the output signal output from the voltage controlled oscillators 2, 2 changes due to some reason, such as temperature change or shock, the charge pump circuit 6 operates each time, and the operating point shifts. In other words, it responds sensitively to noise.

雑音に弱い欠点もあつ7ヒ。7hi also has the disadvantage of being sensitive to noise.

本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており
、位相同期ループのロックがはずれた周波数の信号を追
跡・捕捉し、キャプチャレンジの拡大をはかるとともに
、チャージポンプ回路に不感帯を持たせ、位相検波器と
しての動作を抑制することにエフ、雑音に対処した位相
同期回路を提供することを目的としている。以下第2図
以降の図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。
The present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks, and aims to expand the capture range by tracking and capturing signals at frequencies where the phase-locked loop is out of lock. The purpose of the present invention is to provide a phase synchronization circuit that suppresses the operation as a phase detector and can deal with noise. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings from FIG. 2 onwards.

第2図は本発明に係る位相同期回路の一実施例構成、第
3図は本発明に係る位相同期回路の基本動作を説明して
−るフローチャート、第4図は周波数判別回路の一実施
例回路構成、第5図、第6図は周波数判別回路のタイム
チャート、第7図はチャージポンプ回路の一実施例回路
構成、第8図。
Fig. 2 shows the configuration of an embodiment of the phase-locked circuit according to the present invention, Fig. 3 is a flowchart explaining the basic operation of the phase-locked circuit according to the invention, and Fig. 4 shows an embodiment of the frequency discrimination circuit. Circuit configuration, FIGS. 5 and 6 are time charts of the frequency discrimination circuit, FIG. 7 is an embodiment of the circuit configuration of the charge pump circuit, and FIG. 8.

第9図はチャージポンプ回路の出力を説明して9る出力
波形図をそれぞれ示している。
FIG. 9 shows output waveform diagrams illustrating the output of the charge pump circuit.

第2図において、符号工ないし6は第1図のものに対応
して9る。符号7は周波数判別回路であって第4図で詳
しく説明されているが、入力信号の周波数fiと周波数
変換器3から出力された周波数18との差の絶対値が予
め設定されている周波数Δf以Eのとき論理「1」の判
別信号を出力するもの、8はアナログ加算器であって位
相検波器1から出力された誤差電圧とチャージポンプ回
路6から出力されたステップ状電圧とを加算し、電圧制
御発振器2へ制御電圧を送出するものを表わしている。
In FIG. 2, the numbers 6 to 9 correspond to those in FIG. Reference numeral 7 denotes a frequency discrimination circuit, which is explained in detail in FIG. 8 is an analog adder which adds the error voltage output from the phase detector 1 and the step voltage output from the charge pump circuit 6. , which sends out a control voltage to the voltage controlled oscillator 2.

第2図の動作について、第3図の本発明に係る位相同期
回路の基本動作を説明しているフローチャートを用いて
説明する。
The operation shown in FIG. 2 will be explained using the flowchart shown in FIG. 3 which explains the basic operation of the phase-locked circuit according to the present invention.

同期させるべき周波数、すなわち出力信号の周波数をf
。に設定したとき、当該出力信号の周波数foと参照信
号発生器5からの周波数fRとがばキサ4でミキシング
され、基準周波数f8が位相検波器1と周波数判別回路
7とへ送出される。一方、周波数fiの入力信号が位相
検波器1と周波数判別回路7とに入力されてかり、周波
数判別回路7が前記入力信号の周波数fiと周波数変換
器3からの基準周波数fsとの差の絶対値1 ti−f
s lが予め定められた周波数Δf工り大きいか小さい
かをみている。
The frequency to be synchronized, that is, the frequency of the output signal, is f
. When set to , the frequency fo of the output signal and the frequency fR from the reference signal generator 5 are mixed by the mixer 4, and the reference frequency f8 is sent to the phase detector 1 and the frequency discrimination circuit 7. On the other hand, an input signal of frequency fi is input to the phase detector 1 and the frequency discrimination circuit 7, and the frequency discrimination circuit 7 determines the absolute difference between the frequency fi of the input signal and the reference frequency fs from the frequency converter 3. value 1 ti-f
It is checked whether sl is larger or smaller than a predetermined frequency Δf.

入力信号の周波数fiと周波数変換器3からの基準周波
数fsとの差の絶対値1f□−f、 lが予め定められ
た周波数Δfより小さいとき、位相検波i!、v 1 
+アナログ加算器8.電圧制御発振器2及び周波数変換
器3の位相同期ループ(以下位相同期ループと称す)で
ロックすることができ(Δfをそのように選定しておく
)、周波数f。の出力信号が電圧制御発振器2刀)ら発
振される。このとき周波数判別回路7は論理「0」をチ
ャージポンプ回路6に対し出力しており、チャージポン
プ回路6からアナログ加算器8へは出力されていない状
態となっている。
When the absolute value 1f□-f, l of the difference between the frequency fi of the input signal and the reference frequency fs from the frequency converter 3 is smaller than the predetermined frequency Δf, the phase detection i! , v 1
+Analog adder8. The voltage controlled oscillator 2 and the frequency converter 3 can be locked in a phase-locked loop (hereinafter referred to as phase-locked loop) (with Δf selected as such), and the frequency f. The output signal is oscillated by two voltage controlled oscillators. At this time, the frequency discrimination circuit 7 is outputting logic "0" to the charge pump circuit 6, and the charge pump circuit 6 is not outputting to the analog adder 8.

入力信号の周波数fiと周波数変換器3からの基準周波
数fsとの差の絶対値1 fi−fs lが予め定めら
れた周波数Δfよや大きいとき、前記位相同期ループで
ロックできなくなる。一方周波数判別回路7は論理「1
」をチャージポンプ回路6に対し出力しており、これに
よりチャージポンプ回路6が作動し、第8図または第9
図に示されているようなステップ状電圧がアナログ加算
器8へ加わるようになる。すなわち電圧制御発振器2に
対する制御電圧がステップ状に増加または減少してゆく
。この工うな状態は前記入力信号の周波数fiと周波数
変換器37)・らの基準周波数fsとの差の絶対値If
iis lが周波数Δfより小さくなるまで繰返される
When the absolute value 1 fi - fs l of the difference between the frequency fi of the input signal and the reference frequency fs from the frequency converter 3 is larger than the predetermined frequency Δf, the phase-locked loop cannot be locked. On the other hand, the frequency discrimination circuit 7 has logic “1”.
" is output to the charge pump circuit 6, which activates the charge pump circuit 6 and
A step voltage as shown in the figure is now applied to the analog adder 8. That is, the control voltage for the voltage controlled oscillator 2 increases or decreases stepwise. This abnormal state is caused by the absolute value If of the difference between the frequency fi of the input signal and the reference frequency fs of the frequency converter 37).
This is repeated until iis l becomes smaller than the frequency Δf.

そしてI fi −fs l <Δfになったとき、周
波数判別回路7の出力は論理「0」に反転し、チャージ
ポンプ回路6のアナログ加算器8へ出力するステップ状
電圧の増加また灯減少を停止させる。この時、チャージ
ポンプ回路6からアナログ加算器8へは。
When I fi −fs l <Δf, the output of the frequency discrimination circuit 7 is inverted to logic "0", and the step voltage output to the analog adder 8 of the charge pump circuit 6 stops increasing or decreasing the number of lamps. let At this time, from the charge pump circuit 6 to the analog adder 8.

当該周波数判別回路7が論理「1」から論理r01に反
転し、チャージポンプ回路6の作動を停止させた時点で
のステップ状電圧を出力し続ける。すなわち、第8図ま
たは第9図において電圧Bをホールドする。従がって前
記位相同期ループは再びキャプチャレンジ内となるので
、前記説明の如く位相検波器1の誤差電圧でロックする
ことができるようになる。すなわち入力信号の周波数f
iと周波数変換器3からの基準周波数fsとが大きくは
ずれた場合でも、その周波数fit−追跡し位相同期ル
ープをキャプチャレンジ内に追い込むことが可能となる
。そして上記説明からも判る様に、チャージポンプ回路
6は±Δfの不感帯を有しているので、温度変化や振動
等のショックで作動することはなく、従がって動作点が
変動することはない。
The frequency discrimination circuit 7 inverts from logic "1" to logic r01 and continues to output the step voltage at the time when the operation of the charge pump circuit 6 was stopped. That is, voltage B is held in FIG. 8 or 9. Therefore, the phase-locked loop is again within the capture range, so that it can be locked using the error voltage of the phase detector 1 as described above. That is, the frequency f of the input signal
Even if i and the reference frequency fs from the frequency converter 3 deviate greatly, it is possible to track the frequency fit and bring the phase-locked loop within the capture range. As can be seen from the above description, the charge pump circuit 6 has a dead zone of ±Δf, so it will not operate due to shocks such as temperature changes or vibrations, and therefore the operating point will not fluctuate. do not have.

入力信号の周波数fiと周波数変換器3からの基準周波
数f8との差の絶対値I fi−fs IがΔfより大
きくなったとき、チャージポンプ回路6を作動させる周
波数判別回路7の具体的−例を次に説明する。
Specific example of the frequency discrimination circuit 7 that operates the charge pump circuit 6 when the absolute value I fi - fs I of the difference between the frequency fi of the input signal and the reference frequency f8 from the frequency converter 3 becomes larger than Δf will be explained next.

第4図において、周波数fiの入力信号が端子9から第
1のD型フリンプフロツゾ回路llのD端子へ、また端
子lOから基準周波数fsの信号がそのOK(クロック
)端子へそれぞれ入力されている。第1のD型フリンプ
フロソプ回路11は、入力する周波数fiと基準周波数
f8との差の周波数差信号を取り出すデイジタルミキサ
の役目全している。第1のD型スリップフロツゾ回路1
1から出力された前記差の周波数に対応するパルス信号
はアンド回路13へ入力するとともに、抵抗15とコン
デンサ16との時定数に工って定められる幅T。
In FIG. 4, an input signal of frequency fi is input from terminal 9 to the D terminal of first D-type flimp float circuit 11, and a signal of reference frequency fs is input from terminal 10 to its OK (clock) terminal. The first D-type flip-flop circuit 11 serves as a digital mixer that takes out a frequency difference signal of the difference between the input frequency fi and the reference frequency f8. First D-type slip float circuit 1
The pulse signal corresponding to the difference frequency outputted from 1 is input to the AND circuit 13, and the width T is determined by taking into account the time constants of the resistor 15 and the capacitor 16.

のパルスを発生させる第1のモノマルテパイプレ−タ回
路14に入力している。第1のモノマルチバイブレータ
回路14から出力されたノξルスは第2のD型フリップ
フロップ回路17のD端子に送られる。抵抗19とコン
デンサ20との時定数によって定められる幅T2のノぐ
ルスを発生させる第2のモノマルチバイブレータ回路1
8のζ端子から、当該幅T、のノξルスが前記第2のD
型フリップフロップ回路17のOK端子へ送られると同
時に、アンド回路13へも送られ、その出力が当該第2
のモノマルチツマイブレータ回路18のトリガ信号とな
っている。
The signal is input to a first monomultipipulator circuit 14 which generates a pulse. The noise ξ output from the first mono-multivibrator circuit 14 is sent to the D terminal of the second D-type flip-flop circuit 17. A second monomultivibrator circuit 1 that generates a noggle with a width T2 determined by the time constant of a resistor 19 and a capacitor 20
From the ζ terminal of 8, the norm of the width T is the second D
It is sent to the OK terminal of the type flip-flop circuit 17, and at the same time, it is also sent to the AND circuit 13, and its output is the second
This is the trigger signal for the mono-multi-twitch mibrator circuit 18.

今、第1のモノマルチバイブレータ回路14のノQルス
幅T+ k定める抵抗15とコンデンサ16との時定数
をτ1.第2のモノマルチバイブレータ回路18のノぐ
ルス幅T、を定める抵抗19とコンデンサ20との時定
数をτ2=τ、+Δτ(Δτ〉0)で、IA。
Now, the time constant of the resistor 15 and capacitor 16 which determines the voltage pulse width T+k of the first mono-multivibrator circuit 14 is τ1. The time constant of the resistor 19 and capacitor 20 that determines the noggle width T of the second mono-multivibrator circuit 18 is τ2=τ, +Δτ (Δτ>0), IA.

勾Δfに選んでおく。なおここで、τ、とT、及びτ、
とT、はほぼ等しいので以下τ、#T1及びτ@ 勾T
lとして説明を進めてゆく。従がってT、 = T、十
ΔT(ΔT〉0)で17(T、 +T、 ) #Δfと
考える。
Select the slope Δf. Note that here, τ, T, and τ,
and T are almost equal, so below τ, #T1 and τ@ slope T
I will proceed with the explanation as follows. Therefore, consider T, = T, 1 ΔT (ΔT>0) and 17(T, +T, ) #Δf.

第1のD型りリップフロンプ回路11、端子9及び10
に入力される周波数fiと基準周波数f、との差l f
l−fs lが1/4II+より小さいとき、第5図に
示された動作を行う。すなわち、第1のD型フリップ7
日ツブ回路11から出力されるノぞルス信号のWT1)
で第1のモノマルチバイブレータ回路14ヘトリガを掛
ける。これにエリ当該第1のモノマルチツマイブレータ
回路14は幅T+fr有するパルス全発生させ、それを
第2のD型フリップフロップ回路17のD端子へ送り込
む。一方前記第1のD型フリツゾブロンズ回路llから
出力されるパルス信号の豆下りでアンド回路13は論理
「1」から論理rOJ K反転し、第2のモノマルチパ
イブレーク回路18に対しトリガを掛ける。これにより
当該第2のモノマルチツマイブレータ回路18は幅T。
First D-type lip flop circuit 11, terminals 9 and 10
The difference between the frequency fi input to the reference frequency f and the reference frequency f
When l-fs l is less than 1/4II+, the operation shown in FIG. 5 is performed. That is, the first D-type flip 7
WT1) of the nozzle signal output from the Nichitsubu circuit 11)
The trigger is applied to the first mono-multivibrator circuit 14. In response to this, the first monomultiplier circuit 14 generates all pulses having a width T+fr and sends them to the D terminal of the second D-type flip-flop circuit 17. On the other hand, the AND circuit 13 inverts the logic from the logic "1" to the logic rOJK in response to the output of the pulse signal output from the first D-type fritz bronze circuit ll, and triggers the second mono-multi pie break circuit 18. Multiply. As a result, the second monomulti-tube mibrator circuit 18 has a width T.

ヲ有するノぐルス(この)ξルスは第1のモノマルチツ
マイブレータ回路14から出力されるノぐルスに対し反
転している)を発生させ、それを第2のD型フリップフ
ロップ回路17のOK端子及びアンド回路13へ送9込
む。ところで前記説明の如く時定数τ、〈τ、(すなわ
ちT、(T、)[選ばれており、かつ端子9に入力され
ている入力信号の周波数fiと基準周波数f8との差が
TI < 1/ (fi −fs )の関係にあるので
、第2のD型ンリップフロップ回路17のD端子が論理
「0」となった後に、OK端子へ論理「1」が常に入力
される動作タイミングとなり、当該第2のD型フリップ
フロップ回路17から論理「1」の判別信号が出力され
ることはない。
This ξ pulse is inverted with respect to the nogle output from the first mono-multi-tube mibrator circuit 14), and it is sent to the second D-type flip-flop circuit 17. Send 9 to the OK terminal and AND circuit 13. By the way, as explained above, the time constant τ, <τ, (that is, T, (T,) [the difference between the frequency fi of the selected input signal input to the terminal 9 and the reference frequency f8 is TI < 1 / (fi - fs), the operation timing is such that logic "1" is always input to the OK terminal after the D terminal of the second D-type flip-flop circuit 17 becomes logic "0". , the second D-type flip-flop circuit 17 never outputs a logic "1" determination signal.

端子9に入力される周波数fiの入力信号が前記1/T
、エリ大きいときは、第6図に示された動作を行う。す
なわち、第1のモノマルチバイブレー回路14が出力す
るパルスのパルス幅T1以内に、当該mlのモノマルチ
バイブレータ回路14にトリガ全損けるトリガ信号が第
117)D型スリップ70ツブ回路11から次々に送ら
れてくるので、第6図図示の如く第1のモノマルテパイ
ゾレータ回路11−j論理rlJを出力しつづける。従
がって第2のD型フリツゾフロツゾ回路17のD端子は
論理rl」が入力さ扛ている。一方第2のモノマルチツ
マイブレータ回路18へはアンド回路13t−介してト
リガが掛けられているので、幅Tz’e有するノξルス
が第2のD型7リンゾ70ツブ回路17のOK端子へ送
られており、当該第2のD型フリツプフロツゾ回路17
のOK端子は論理「0」から論理「1」へ反転する。こ
れにより第2のD型フリツゾフロツプ回路17に論理r
lJの判別信号を出力する。D端子は依然として論理「
月が入力され続けているので、この出力の論理「l」は
時間が経過しても保持される。
The input signal of frequency fi input to terminal 9 is 1/T.
, when the error is large, the operation shown in FIG. 6 is performed. That is, within the pulse width T1 of the pulse output from the first mono multivibrator circuit 14, a trigger signal that completely fails to trigger the mono multivibrator circuit 14 of the ml is sent one after another from the 117) D-type slip 70 tube circuit 11. Therefore, the first monomalte pisolator circuit 11-j continues to output the logic rlJ as shown in FIG. Therefore, the logic "rl" is input to the D terminal of the second D-type flip-flop circuit 17. On the other hand, since a trigger is applied to the second mono multi-tub mibrator circuit 18 through the AND circuit 13t-, the node ξ having the width Tz'e is the OK terminal of the second D-type 7-ring 70-tub circuit 17. and the second D-type flip-flop circuit 17
The OK terminal of is inverted from logic "0" to logic "1". This causes the second D-type fritz-flop circuit 17 to have a logic r
A determination signal of lJ is output. The D terminal is still logic “
Since the month continues to be input, the logic "l" in this output is maintained over time.

そして前記の端子9Vc入力される周波数fiと基準周
波数f8との差1 ft −fs lが17T、より小
さくなったとき、第2のDfflフリツプンロンゾ回路
17の出力は論理「1」から論理「0」に反転する動作
を行う。
When the difference 1 ft - fs l between the frequency fi inputted to the terminal 9Vc and the reference frequency f8 becomes smaller than 17T, the output of the second Dffl flip-pun Ronzo circuit 17 changes from logic "1" to logic "0". Perform the action of reversing.

上記の説明では端子9に入力されている周波数flを変
化させた場合について述べているが、端子lOに入力さ
れている基準周波数f、を変化させた場合についても同
様であり、第1のD現フリツプフロンゾ回路11から出
力されるパルス信号の周期が第1のモノマルチバイブレ
ータ回路14から出力されるパルス幅T1に対しどのよ
うな関係にあるかによって第5図または第6図に示され
た動作を行い、その出力信号が得られることになる。
Although the above explanation describes the case where the frequency fl input to the terminal 9 is changed, the same applies to the case where the reference frequency f input to the terminal lO is changed, and the first D The operation shown in FIG. 5 or 6 depends on the relationship between the period of the pulse signal output from the current flip-front circuit 11 and the pulse width T1 output from the first mono-multivibrator circuit 14. and the output signal will be obtained.

このようにして2つの周波数fiとf8との差の絶対値
1 fi −f81が予め設定された周波数Δfより大
きいか小さいか全判別することができ、それに対向列 応した論理「l」または「0」の硅寺信号が得られる。
In this way, it is possible to determine whether the absolute value 1 fi -f81 of the difference between the two frequencies fi and f8 is greater or less than the preset frequency Δf, and the corresponding logic "l" or "0" is obtained.

従がって2個の周波数の差が所定値よ沙大きくなったと
き他の機器を作動させる等の応用することができる。な
お第1のD型フリンゾフロツプ回路11のD端子への入
力信号は通常50チのデユーティが動作上望ましいが、
それに制限されるものではない。また周波数が冒いとき
は、端子9.10と第1のD型りリップフロンプ回路1
1のD端子及びCK端子との間にツリスケーラをそれぞ
れ接続し、周波数を低げた上で当該筒1のD型フリップ
フロップ回路11へそれぞれ入力して使用すればよい。
Therefore, it can be applied to activate other equipment when the difference between two frequencies becomes larger than a predetermined value. Note that for the input signal to the D terminal of the first D-type fringe flop circuit 11, a duty of 50 channels is normally desirable for operation.
It is not limited to that. If the frequency is too high, connect the terminals 9 and 10 and the first D-type lip flop circuit 1.
A tree scaler may be connected between the D terminal and the CK terminal of the tube 1 to lower the frequency and then input to the D-type flip-flop circuit 11 of the tube 1 for use.

第4図で説明した様に、周波数判別回路7で入力信号の
周波数fiと周波数変換器3からの基準周波数fsとの
差の絶対値1 fi −fs IがΔf工り大きくなる
と論理「1」が出力され、テーヤージポンプ回路6を作
動させる。次にチャージiぎンゾ回路6を説明する。
As explained in FIG. 4, when the absolute value 1 fi - fs I of the difference between the frequency fi of the input signal and the reference frequency fs from the frequency converter 3 increases by Δf in the frequency discrimination circuit 7, the logic becomes "1". is output, and the charge pump circuit 6 is activated. Next, the charge iginzo circuit 6 will be explained.

第7図はチャージポンプ回路の一実施例回路構成を示し
ており、前記l fi −f、 lがΔfより大きくな
ると論理「1」がクロック発生回路21へ入力される。
FIG. 7 shows the circuit configuration of an embodiment of the charge pump circuit, and when l fi −f, l becomes larger than Δf, a logic “1” is input to the clock generation circuit 21.

当該クロック発生回路21は、例えばヒステリシスを有
するナンド回路22と発振周波数を定める抵抗23とコ
ンデンサ24とを備えた回路となっている。当該クロッ
ク発生回路21から発振されたクロックは、前記ナンド
回路22へ入力されている論理「1」が論理「0」に反
転し、クロックが停止したときlスランプカウンタ26
を歩進させるのを防止するために設けられたインノ々−
タ25を介して、例えば16進のカウンタ26へ入力さ
れる。カウンタ26は、クロックが入力されることにそ
の出力端子A、B、O,Dを次々に変え加算器27へ出
力する。加算器27は重み付けを行なう抵抗28ないし
31.演算増幅’i!932゜フィートノζツク抵抗3
3及びオフセット用可変抵抗34を備えている。加算器
27の出力端には、カウンタ26へクロックが入力され
るごとに第8図に示された如く、ステップ状の電圧が順
次出力される。
The clock generation circuit 21 is a circuit including, for example, a NAND circuit 22 having hysteresis, a resistor 23 that determines an oscillation frequency, and a capacitor 24. The clock oscillated from the clock generation circuit 21 is input to the slump counter 26 when the logic "1" input to the NAND circuit 22 is inverted to logic "0" and the clock is stopped.
Information provided to prevent the advancement of
The data is inputted via the counter 25 to a hexadecimal counter 26, for example. The counter 26 changes its output terminals A, B, O, and D one after another when the clock is input, and outputs the output to the adder 27. The adder 27 includes resistors 28 to 31 . which perform weighting. Operational amplification'i! 932° foot resistance 3
3 and an offset variable resistor 34. Each time a clock is input to the counter 26, a step voltage is sequentially outputted to the output terminal of the adder 27, as shown in FIG.

今、入力信号の周波数fiと周波数変換器3からの基準
周波数f8との差の絶対値1 ft −f、 IがΔf
より小さくなると1周波数判別回路7の出力は論理「0
」となり、クロック発生回路21は停止させられる。従
がって今までクロックが入力されるたびに1ステツプづ
つ電圧を上げていた加算器27の出力は、上記論理「0
」となった時点におけるステップのWE、例えば第8図
の電圧Eがそのまま保持される。そして上記l fi 
−fs lがΔf′f:超え周波数判別回路7の出力が
論理「1」を出力するようになると、再び加算器27の
出力は電圧Eからステップ状の電圧を上げて行く。
Now, the absolute value of the difference between the frequency fi of the input signal and the reference frequency f8 from the frequency converter 3 is 1 ft - f, and I is Δf
When the frequency becomes smaller, the output of the 1-frequency discrimination circuit 7 becomes logic “0”.
”, and the clock generation circuit 21 is stopped. Therefore, the output of the adder 27, which until now has increased the voltage by one step each time a clock is input, is now equal to the logic "0".
'', the step WE, for example, the voltage E in FIG. 8, is maintained as it is. And the above l fi
-fs l is Δf'f: When the output of the exceeding frequency discrimination circuit 7 comes to output logic "1", the output of the adder 27 increases the voltage stepwise from the voltage E again.

第9図は第7図におけるカウンタ26をアップダウンカ
ウンタに置き換えたときの出力電圧波形であり、第2図
図示の位相同期ループが上位の電圧側でロックし損ねた
。場合、第8 i+図示の出力電圧波形の場合よりも迅
速にロックが可能となる。
FIG. 9 shows an output voltage waveform when the counter 26 in FIG. 7 is replaced with an up-down counter, and the phase-locked loop shown in FIG. 2 fails to lock on the upper voltage side. In this case, locking can be achieved more quickly than in the case of the output voltage waveform shown in the 8th i+ diagram.

以上説明した如く、本発明によれば、本来の位相検波器
が士Δfのキャプチャレンジを持っているため、この範
囲内では当該位相検波益によるロックが可能で、チャー
ジ2ンゾ回路が作動しない不感帯を有することとなり、
動作点が安定する。また士Δf!り大きくはずれるとチ
ャージポンプ回路がその周波数まで追跡してキャプチャ
レンジ内まで追い込み、そのままその電圧を保持し、そ
の後の周波数変動に対しては位相検波器によるロックが
可能となり、感度も改善される。そして見掛は上キャプ
チャレンジが拡大される。その上、前記の不感帯を備え
ているので、温度変化や振動等のショックで動作点が変
動することがない。そして位相同期回路の引込みが確実
となる。
As explained above, according to the present invention, since the original phase detector has a capture range of Δf, it is possible to lock by the phase detection gain within this range, and the charge 2 insulator circuit does not operate. It has a dead zone,
The operating point becomes stable. MatashiΔf! If the voltage deviates significantly, the charge pump circuit tracks that frequency and drives it into the capture range, maintaining that voltage.The phase detector can then lock onto any subsequent frequency fluctuations, improving sensitivity. The upper capture range is apparently expanded. Furthermore, since the above-mentioned dead zone is provided, the operating point will not fluctuate due to shocks such as temperature changes or vibrations. Then, the pull-in of the phase locked circuit becomes reliable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の位相同期回路の一実施例構成。 第2図は本発明に係る位相同期回路の一実施例構成、@
3図は本発明に係る位相同期回路の基本勤作を峠、明し
ているフローチャート、第4図は周波数判別回路の一実
施例回路構成、第5図、第6図は周波数判別回路のタイ
ムチャート、第7図はチャージポンプ回路の一実施例回
路構成、第8図。 第9図はチャージポンプ回路の出力を説明している出力
波形図をそれぞれ示している。 図中、1は位相検波器、2は電圧制御発根器、3は周波
数変換器、4はミキサ55は参照信号発生器、6はチャ
ージポンプ回路、7は周波数判別回路、8はアナログ加
算器、9.10は端子、11は第1のD型フリンプフロ
ツゾ回路、13はアンド回路、14は第1のモノマルチ
バイブレータ回路、15は抵抗、16はコンデンサ、1
7は第2のD型りリップフロンゾ回路、18は第2のモ
ノマルチバイブレータ回路、19は抵抗、20はコンデ
ンサ、21はクロック発生回路、22はナンド回路、2
3は抵抗、24はコンデンサ、25はインバータ、26
はカウンタ、27は加算器、28なl/’IL31,3
3tj、抵抗、32は演算増幅器、34は可変抵抗器を
それぞれ表わしている。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 17の晧 第9図
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a conventional phase-locked circuit. Figure 2 shows the configuration of an embodiment of the phase locked circuit according to the present invention.
Figure 3 is a flowchart that clearly explains the basic operation of the phase-locked circuit according to the present invention, Figure 4 is the circuit configuration of an embodiment of the frequency discrimination circuit, and Figures 5 and 6 are the times of the frequency discrimination circuit. The chart, FIG. 7, shows the circuit configuration of an embodiment of the charge pump circuit, and FIG. 8 shows it. FIG. 9 shows output waveform diagrams illustrating the output of the charge pump circuit. In the figure, 1 is a phase detector, 2 is a voltage controlled root generator, 3 is a frequency converter, 4 is a mixer 55 is a reference signal generator, 6 is a charge pump circuit, 7 is a frequency discrimination circuit, and 8 is an analog adder , 9.10 is a terminal, 11 is a first D-type flimp float circuit, 13 is an AND circuit, 14 is a first monomultivibrator circuit, 15 is a resistor, 16 is a capacitor, 1
7 is a second D-type lip frontozo circuit, 18 is a second mono multivibrator circuit, 19 is a resistor, 20 is a capacitor, 21 is a clock generation circuit, 22 is a NAND circuit, 2
3 is a resistor, 24 is a capacitor, 25 is an inverter, 26
is a counter, 27 is an adder, 28 is l/'IL31,3
3tj represents a resistor, 32 represents an operational amplifier, and 34 represents a variable resistor. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 The night of 17 Figure 9

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)位相検波器、電圧制御発振器及び周波数変換器で
閉ループ全構成する位相同期回路に赴いて二位相検波器
へ入力される入力信号の周波数fiと周波数変換器から
位相検波器へ入力される周波数f。 との差1ft−f81が予め定められた周波数Δf以上
のとき判別信号を出力する周波数判別回路と;該周波数
判別回路が前記判別信号を出力しているときはステップ
状に変化するレベルの電圧を出力し、周波数判別回路が
前記判別信号を出力していないときはそのステップでの
し4ルの電圧を保持するチャー:)ポンプ回路と;該チ
ャージポンプ回路の出力電圧と前記位相検波器からの位
相差電圧と全加算し、前記電圧制御発振器を電圧制御す
るアナログ加算器とを備えた位相同期回路。
(1) The frequency fi of the input signal is input to the two-phase detector by going to the phase locked circuit, which is completely composed of a closed loop consisting of a phase detector, a voltage controlled oscillator, and a frequency converter, and the frequency fi of the input signal is input from the frequency converter to the phase detector. Frequency f. a frequency discrimination circuit that outputs a discrimination signal when the difference 1 ft - f81 from 1 ft - f81 is equal to or higher than a predetermined frequency Δf; and a charge pump circuit that holds the voltage of four times the voltage at that step when the frequency discrimination circuit is not outputting the discrimination signal; A phase synchronized circuit comprising an analog adder that performs full addition with a phase difference voltage and voltage-controls the voltage-controlled oscillator.
(2)  前記周波数判別回路は9周波数fiの入力信
号がD端子へ、周波数f、の信号がOK端子へそれぞれ
入力される第1のD型フリンプ70ンプ回路と;該第1
のD型スリップフロップ回路の出力をトリガ信号にして
前記予め定められた周波数Δfの周期に等しい幅T1の
パルスを発生させる第1のモノマルチツマイブレーク回
路と;幅Tt (T2>T、 )のノぞルスを発生させ
る第2のモノマルチツマイブレーク回路と;該第2のモ
ノマルチツマイブレーク回路から出力されるパルス及び
前記第1のD型りリップフロンプ回路の出力信号をそれ
ぞれ入力とし、前記第2のモノマルテノ々イブレータ回
路ヘトリガ信号を送出するアンド回路と;前C第1のモ
ノマルチバイブレータ回路から出力されるノぞルスがD
端子へ、 第zのモノマルチバイブレータ回路カラ出力
される。eルスがOK端子へそれぞれ入力される第2の
D型フリップ70ツブ回路とを備え、周波数fiの入力
信号と周波数f8の信号との周波数の差Hi−fslが
予め定められた周波数Δf(Δf=1./i′1)を境
に@2の7リツプフロツプ回路の論理レベル全反転して
出力するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載の位相同期回路。
(2) The frequency discrimination circuit includes a first D-type flimp 70 amplifier circuit in which an input signal of 9 frequencies fi is input to a D terminal, and a signal of a frequency f is input to an OK terminal;
a first mono-multi-twist break circuit which uses the output of the D-type slip-flop circuit as a trigger signal to generate a pulse with a width T1 equal to the period of the predetermined frequency Δf; width Tt (T2>T, ); a second mono multi-twitch break circuit that generates a nozzle; the pulse outputted from the second mono multi-tsum break circuit and the output signal of the first D-type lip flop circuit are respectively inputted; , an AND circuit that sends a trigger signal to the second monomultivibrator circuit;
The zth mono multivibrator circuit is output to the terminal. and a second D-type flip 70 tube circuit in which the input signals of e signals are respectively input to the OK terminals, and the frequency difference Hi-fsl between the input signal of frequency fi and the signal of frequency f8 is determined by a predetermined frequency Δf (Δf 1. The phase synchronized circuit according to claim 1, wherein the logic level of the 7 lip-flop circuit @2 is completely inverted and outputted at the boundary of =1./i'1).
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